南水北调与水利科技（中英文）
2020年第18卷第3期文章目次
2020, 18(3):1-14.
摘要:
水文尺度效应一直是当今水文科学研究的前沿问题。基于分形理论建立模型空间敏感参数在不同尺度之间的定量转换方程，进而提出了一种水文模型参数空间尺度效应分析方法。以三水源新安江模型为例，分析模型参数在嘉陵江小河坝站以上流域的空间尺度效应。 结果表明：新安江模型空间敏感参数（SM、KG、KI、CG、CI、CS）具有随空间尺度变化的标度不变性，与流域集水面积之间定量关系可用幕函数关系进行描述，并可建立相应的定量转换方程。通过在研究流域不同空间尺度上的应用检验，发现基于分形理论标度不变性建立的新安江模型参数空间尺度转换方程具有较高的适用性。能实现有资料地区模型参数向无资料地区的移用，为无资料地区水文模型参数的确定提供参考。
水文尺度效应一直是当今水文科学研究的前沿问题。基于分形理论建立模型空间敏感参数在不同尺度之间的定量转换方程，进而提出了一种水文模型参数空间尺度效应分析方法。以三水源新安江模型为例，分析模型参数在嘉陵江小河坝站以上流域的空间尺度效应。 结果表明：新安江模型空间敏感参数（SM、KG、KI、CG、CI、CS）具有随空间尺度变化的标度不变性，与流域集水面积之间定量关系可用幕函数关系进行描述，并可建立相应的定量转换方程。通过在研究流域不同空间尺度上的应用检验，发现基于分形理论标度不变性建立的新安江模型参数空间尺度转换方程具有较高的适用性。能实现有资料地区模型参数向无资料地区的移用，为无资料地区水文模型参数的确定提供参考。
2020, 18(3):15-30.
摘要:
近50年来，气候变化和人类活动在不同程度上对澡河流域水文过程产生了影响，为了识别径流变化的主要原因，以深河流域上游地区为研究区，利用Mann-Kendall检验法等分析研究区1966-2015年气象及水文要素变化趋势，同时建立基于Budyko假设的水热耦合平衡方程。运用弹性系数法对研究区径流变化的影响因素进行敏感性分析，并对各要素对径流变化的贡献进行定量评估。结果表明，1966-2015年间谍河流域上游地区年径流深呈显著减少趋势，年降水与年潜在蒸散发均元显著变化趋势。 同基准期(1966-1979年）相比，下垫面变化是径流减少的主要影响因素，1980-1997年（影响I期）与1998-2015年（影响E期〉下垫面变化对径流变化的贡献率分别为 52. 68%、88. 12%。 在气候要素中，降水对径流变化的影响大于潜在蒸散发的影响。
近50年来，气候变化和人类活动在不同程度上对澡河流域水文过程产生了影响，为了识别径流变化的主要原因，以深河流域上游地区为研究区，利用Mann-Kendall检验法等分析研究区1966-2015年气象及水文要素变化趋势，同时建立基于Budyko假设的水热耦合平衡方程。运用弹性系数法对研究区径流变化的影响因素进行敏感性分析，并对各要素对径流变化的贡献进行定量评估。结果表明，1966-2015年间谍河流域上游地区年径流深呈显著减少趋势，年降水与年潜在蒸散发均元显著变化趋势。 同基准期(1966-1979年）相比，下垫面变化是径流减少的主要影响因素，1980-1997年（影响I期）与1998-2015年（影响E期〉下垫面变化对径流变化的贡献率分别为 52. 68%、88. 12%。 在气候要素中，降水对径流变化的影响大于潜在蒸散发的影响。
2020, 18(3):31-47.
摘要:
土壤含水量是影响土壤蒸发的重要因素，分析土壤含水量变化对土壤蒸发的影响，对水资濒管理有积极作用。 遥感Penman-Monteith(P-M）模型是利用遥感手段进行蒸散发模拟的重要方法，且能分别对土壤蒸发和植被散发进行计算利用遥感PM模型对望都站的蒸散发进行模拙．并结合地表土壤含水量数据分析了土壤含水量变化对模型参数及土壤蒸发的影响。 结果表明：（1)遥感P-M模型对望都站蒸散发取得较好效果，纳什效率系数（NSE）为0. 559;(2）士壤含水量变化与遥感PM模型的士壤蒸发系数间具有不确定性； (3）在本研究的模拟期内，与植被散发相比，土壤含水量变化与土壤蒸发间的一致性更强。
土壤含水量是影响土壤蒸发的重要因素，分析土壤含水量变化对土壤蒸发的影响，对水资濒管理有积极作用。 遥感Penman-Monteith(P-M）模型是利用遥感手段进行蒸散发模拟的重要方法，且能分别对土壤蒸发和植被散发进行计算利用遥感PM模型对望都站的蒸散发进行模拙．并结合地表土壤含水量数据分析了土壤含水量变化对模型参数及土壤蒸发的影响。 结果表明：（1)遥感P-M模型对望都站蒸散发取得较好效果，纳什效率系数（NSE）为0. 559;(2）士壤含水量变化与遥感PM模型的士壤蒸发系数间具有不确定性； (3）在本研究的模拟期内，与植被散发相比，土壤含水量变化与土壤蒸发间的一致性更强。
2020, 18(3):48-56.
摘要:
为了探究不同质量和精度蒸发数据对降雨径流模拟的影响，选取E60l蒸发皿蒸发数据、离散化的Thornth-waite经验公式计算的潜在蒸散发和将固定值作为蒸发数据3种来源的蒸发资料作为输入，利用新安江模型分别对屯溪流域1981一2004年的径流过程进行模拟，对比分析了3种数据对径流模拟结果的影响，结合年内各季节误差规律，分析了不同季节对蒸发数据精度的敏感程度。结果表明，蒸发皿蒸发、公式计算蒸散发和固定值的模拟结果 确定性系数均值分别达到0.90、0.89和0.86，公式计算蒸散发值适用性较好；在季节尺度上，季节内蒸发存在趋势性变化的春季和秋季对不同来源的蒸发数据更加敏感，对流域潜在蒸散发的精度要求更高；通过优化冬季蒸发的固定值模拟结果显示，使用固定数值代替流域蒸发能力的方案在夏季和冬季适用性较好，其中冬季蒸发固定1mm时在降雨径流模拟中可以取得较好的模拟效果。
为了探究不同质量和精度蒸发数据对降雨径流模拟的影响，选取E60l蒸发皿蒸发数据、离散化的Thornth-waite经验公式计算的潜在蒸散发和将固定值作为蒸发数据3种来源的蒸发资料作为输入，利用新安江模型分别对屯溪流域1981一2004年的径流过程进行模拟，对比分析了3种数据对径流模拟结果的影响，结合年内各季节误差规律，分析了不同季节对蒸发数据精度的敏感程度。结果表明，蒸发皿蒸发、公式计算蒸散发和固定值的模拟结果 确定性系数均值分别达到0.90、0.89和0.86，公式计算蒸散发值适用性较好；在季节尺度上，季节内蒸发存在趋势性变化的春季和秋季对不同来源的蒸发数据更加敏感，对流域潜在蒸散发的精度要求更高；通过优化冬季蒸发的固定值模拟结果显示，使用固定数值代替流域蒸发能力的方案在夏季和冬季适用性较好，其中冬季蒸发固定1mm时在降雨径流模拟中可以取得较好的模拟效果。
2020, 18(3):57-64.
摘要:
为合理评价湖北省水资源态势，在系统考虑湖北省水资源特点和实际情况的基础上，同时遵循代表性、科学性、可操作性和系统性等指标体系构建原则，构建了基于驱动力-压力-状态一影响 响应(DPSIR）概念框架的湖北省水资源评价指标体系，并将熵权法与模糊集对分析法相结合，建立了水资源评价模型，对湖北省2008-2016年水资源状态进行了定量评价。研究结果表明：（l)2008-2016年湖北省水资源状态呈现出波动式升高的趋势－研究结果表明近9年间湖北省的水资源状态良好；（2）从水资源。PSIR评价结果可以看出，研究时段内水资源影响和水结果表明近9年间湖北省的水资源状态良好；（2）从水资源。PSIR评价结果可以看出，研究时段内水资源影响和水资源响应是影响水资源状况的最重要因素。
为合理评价湖北省水资源态势，在系统考虑湖北省水资源特点和实际情况的基础上，同时遵循代表性、科学性、可操作性和系统性等指标体系构建原则，构建了基于驱动力-压力-状态一影响 响应(DPSIR）概念框架的湖北省水资源评价指标体系，并将熵权法与模糊集对分析法相结合，建立了水资源评价模型，对湖北省2008-2016年水资源状态进行了定量评价。研究结果表明：（l)2008-2016年湖北省水资源状态呈现出波动式升高的趋势－研究结果表明近9年间湖北省的水资源状态良好；（2）从水资源。PSIR评价结果可以看出，研究时段内水资源影响和水结果表明近9年间湖北省的水资源状态良好；（2）从水资源。PSIR评价结果可以看出，研究时段内水资源影响和水资源响应是影响水资源状况的最重要因素。
2020, 18(3):65-72.
摘要:
选取南四湖流域鱼城、孙庄等8个监测站点，利用其1952-2015年的实测水文数据，采用Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波变换等分析方法，分析了流域降水、径流、蒸发等水循环要素变化时空特征，研究结果表明：(1）流域降水量呈现增加趋势，径流量和蒸发量呈减少趋势z各水循环要素的年际变化周期都有多种时间尺度相互嵌套．降水量和蒸发量的主周期为25a，径流量的主周期为31a;水循环要素的年内分配不均匀，降水量集中在6月 － 8月，径疏量的峰值较降水量滞后1个月，蒸发量的最大值出现在6月份；（2）空间分布不均匀，表现为降水由东南 向西北方向递减趋势，径流深的空间分布格局吻合于降水；湖东区域水循环要素的变化大于湖西区域；〔3）流域水循环要素的时空变化特征受到气候变化和人类活动的共同影响。
选取南四湖流域鱼城、孙庄等8个监测站点，利用其1952-2015年的实测水文数据，采用Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波变换等分析方法，分析了流域降水、径流、蒸发等水循环要素变化时空特征，研究结果表明：(1）流域降水量呈现增加趋势，径流量和蒸发量呈减少趋势z各水循环要素的年际变化周期都有多种时间尺度相互嵌套．降水量和蒸发量的主周期为25a，径流量的主周期为31a;水循环要素的年内分配不均匀，降水量集中在6月 － 8月，径疏量的峰值较降水量滞后1个月，蒸发量的最大值出现在6月份；（2）空间分布不均匀，表现为降水由东南 向西北方向递减趋势，径流深的空间分布格局吻合于降水；湖东区域水循环要素的变化大于湖西区域；〔3）流域水循环要素的时空变化特征受到气候变化和人类活动的共同影响。
2020, 18(3):73-80.
摘要:
研究雅砻江天然径流特征对流域内已建梯级水电站群工程运行、管理及水能开发规划具有重要参考意义。本文选取雅砻江流域特枯、偏丰、特丰三个典型年份，利用水量平衡方法还原河川天然径流量，综合运用基尼系数和径流贡献率两项指标．分析其天然径流量时空分布特征。结果表明：(1）特枯年份，各个站点基尼系数均介于0. 30～ o. 39之间，天然径流年内分配相对均匀；偏丰和特丰年份，各个站点基尼系数均介于0.40～0.59之间，天然径流年内分配不均匀；特丰、偏丰和特枯年份，流域基尼系数均值分别为 o.419、0.43和0. 35，各站点天然径流年内分配不均匀程度与径流量正相关。（2）枯季，特枯、偏丰水年流域上、中、下游径流贡献率比例接近1 : 1 : 1，而特丰水年流 域径流贡献率为上游＞下游＞中游；汛季和全年，特枯、特丰水年流域径流贡献率为上游＞下游〉中游，而偏丰水年流域径流贡献率比例接近1 : 1 : 1，总体呈现左岸径流量大于有岸径流量的分布格局。（3）雅碧江流域天然径流时间分布特征主要受降雨因素影响，而空间分布特征由降雨、地形和集水面积等多种因素共同决定。
研究雅砻江天然径流特征对流域内已建梯级水电站群工程运行、管理及水能开发规划具有重要参考意义。本文选取雅砻江流域特枯、偏丰、特丰三个典型年份，利用水量平衡方法还原河川天然径流量，综合运用基尼系数和径流贡献率两项指标．分析其天然径流量时空分布特征。结果表明：(1）特枯年份，各个站点基尼系数均介于0. 30～ o. 39之间，天然径流年内分配相对均匀；偏丰和特丰年份，各个站点基尼系数均介于0.40～0.59之间，天然径流年内分配不均匀；特丰、偏丰和特枯年份，流域基尼系数均值分别为 o.419、0.43和0. 35，各站点天然径流年内分配不均匀程度与径流量正相关。（2）枯季，特枯、偏丰水年流域上、中、下游径流贡献率比例接近1 : 1 : 1，而特丰水年流 域径流贡献率为上游＞下游＞中游；汛季和全年，特枯、特丰水年流域径流贡献率为上游＞下游〉中游，而偏丰水年流域径流贡献率比例接近1 : 1 : 1，总体呈现左岸径流量大于有岸径流量的分布格局。（3）雅碧江流域天然径流时间分布特征主要受降雨因素影响，而空间分布特征由降雨、地形和集水面积等多种因素共同决定。
2020, 18(3):81-90.
摘要:
道路等线状地物的科学规划是协调蓄滞洪区防洪与自身经济发展问矛盾的重耍手段。 基于结合考虑洪水危险度、暴露度及脆弱性的洪灾风险管理模式，对天津市大黄堡注蓄滞洪区内道路等线状地物的科学规划进行探讨， 提出由洪灾风险确定最优道路建设方案的途径。鉴于蓄滞洪区内各类财产的空间分布不具规律性，导致洪灾损失随地貌随机变化的特点，需采用水动力模型计算出的淹没结果确定洪灾风险。 在天津市大黄堡洼蓄滞洪区的应用表明，依据洪灾风险规划道路是必要的，它具有能够兼顾全局防洪的优越性。 所得结论为，在大黄堡洼蓄滞洪区内布设道路时，当道路方向与洪水演进主流方向呈90°，道路位置距分洪口门约10 km左右，过流涵洞尺寸为3m 时， 洪水造成的经济损失最小，该方案下所产生的洪灾风险最小。
道路等线状地物的科学规划是协调蓄滞洪区防洪与自身经济发展问矛盾的重耍手段。 基于结合考虑洪水危险度、暴露度及脆弱性的洪灾风险管理模式，对天津市大黄堡注蓄滞洪区内道路等线状地物的科学规划进行探讨， 提出由洪灾风险确定最优道路建设方案的途径。鉴于蓄滞洪区内各类财产的空间分布不具规律性，导致洪灾损失随地貌随机变化的特点，需采用水动力模型计算出的淹没结果确定洪灾风险。 在天津市大黄堡洼蓄滞洪区的应用表明，依据洪灾风险规划道路是必要的，它具有能够兼顾全局防洪的优越性。 所得结论为，在大黄堡洼蓄滞洪区内布设道路时，当道路方向与洪水演进主流方向呈90°，道路位置距分洪口门约10 km左右，过流涵洞尺寸为3m 时， 洪水造成的经济损失最小，该方案下所产生的洪灾风险最小。
2020, 18(3):91-109.
摘要:
黄河中游河龙区间是我国退耕还林／还草工程（Grain for Green Project,GGP）实施的重点区和典型区．定量评估该流域植被动态及其对径流的影响，对流域水资源可持续利用以及GGP工程的生态水文效应评价具有重要意义。该研究基于遥感、GIS技术、数理统计和布迪克弹性系数法，利用7期植被类型数据，定量评估了37年来河龙区间植被覆盖的时空变化格局及其对径流变化的影响。 结果表明：（1)植被变化并未显著地改变河龙区间各植被类型的时空分布格局；（2)GGP的实施改变了各植被类型的平衡状态和转化速度； (3）植被变化是GGP实施后10年 (2000一2010年）径流下降的主要驱动因素，但随后降水的持续增加，使得植被的“减水效应”趋于缓和。
黄河中游河龙区间是我国退耕还林／还草工程（Grain for Green Project,GGP）实施的重点区和典型区．定量评估该流域植被动态及其对径流的影响，对流域水资源可持续利用以及GGP工程的生态水文效应评价具有重要意义。该研究基于遥感、GIS技术、数理统计和布迪克弹性系数法，利用7期植被类型数据，定量评估了37年来河龙区间植被覆盖的时空变化格局及其对径流变化的影响。 结果表明：（1)植被变化并未显著地改变河龙区间各植被类型的时空分布格局；（2)GGP的实施改变了各植被类型的平衡状态和转化速度； (3）植被变化是GGP实施后10年 (2000一2010年）径流下降的主要驱动因素，但随后降水的持续增加，使得植被的“减水效应”趋于缓和。
2020, 18(3):110-118.
摘要:
地理位置处在我国高寒山区的尼洋河流域地面气象观测站点极少，是典型的缺资料地区，卫星降水数据产品是降水数据的重要补充。由于卫星降水数据在获取上的间接性及本身的不确定性，数据精度问题一直是阻碍其有效应用的主要因素。 基于集合卡尔曼滤波（EnKF）同化算法，选取TRMM、CHIRPS、Cmorph_Vl.0、PERSIANNCDR及Gldas_Noah 5种卫星降水产品，在对其与林芝站网格区域实测降水进行精度分析的基础上，进一步进行多源降水数据同化与融合。结果表明：同化后5种降水数据产品与实测降水量的相关系数CC均在0.98以上，BIAS 均在10%以下，EM在同化后均小于0.2 mm/d，RMSE均小于0. 6 mm/d, EnKF的同化效果显著。 将同化后的5种降水与原卫星降水之间的误差序列推广至全流域，从而在得全流域的5种同化降水用于融合，融合后的降水数据综合了5种阵水数据产品在精度指标的各自优势，其精度和可靠性更高。利用克里金插值法对融合后的降水进行尼洋河降水时空分布特征分析，结果显示年降水量空间上由中部向四周逐渐递减，时间上呈现逐年增加的趋势。 通过对卫星降水数据进行同化及融合．在提升降水数据产品精度的同时提供了满足水文模拟及水资源管理需求的时间序列数据，具有重要的应用价值。
地理位置处在我国高寒山区的尼洋河流域地面气象观测站点极少，是典型的缺资料地区，卫星降水数据产品是降水数据的重要补充。由于卫星降水数据在获取上的间接性及本身的不确定性，数据精度问题一直是阻碍其有效应用的主要因素。 基于集合卡尔曼滤波（EnKF）同化算法，选取TRMM、CHIRPS、Cmorph_Vl.0、PERSIANNCDR及Gldas_Noah 5种卫星降水产品，在对其与林芝站网格区域实测降水进行精度分析的基础上，进一步进行多源降水数据同化与融合。结果表明：同化后5种降水数据产品与实测降水量的相关系数CC均在0.98以上，BIAS 均在10%以下，EM在同化后均小于0.2 mm/d，RMSE均小于0. 6 mm/d, EnKF的同化效果显著。 将同化后的5种降水与原卫星降水之间的误差序列推广至全流域，从而在得全流域的5种同化降水用于融合，融合后的降水数据综合了5种阵水数据产品在精度指标的各自优势，其精度和可靠性更高。利用克里金插值法对融合后的降水进行尼洋河降水时空分布特征分析，结果显示年降水量空间上由中部向四周逐渐递减，时间上呈现逐年增加的趋势。 通过对卫星降水数据进行同化及融合．在提升降水数据产品精度的同时提供了满足水文模拟及水资源管理需求的时间序列数据，具有重要的应用价值。
2020, 18(3):119-126.
摘要:
随着山丘区小流域山棋灾害防御工作的精准化推进，山丘区河道沿岸局部重点区域（村蓓、集镇）已经成为山 洪灾害重点关注对象。针对沿河村落开展暴雨洪水分析，定位村藩内防洪能力最薄弱的居民户．计算受灾水位．分 析不同频率洪水水面线下的淹没人口，绘制山洪灾害危险区是山洪灾害防御、预警工作的核心和难点之一 ，针对目 前受灾水位和危险区划分存在的问题，根据现场调查和测量资料，综合设计暴雨洪水计算、水位 流量关系计算、点投影、点线关系判断等方法．提出了一种可行的受灾水位计算、受灾人口判定和危险区绘制方法 采用Matlab编程 D 批量计算，以济南市小李庄村为例进行了应用实践。 结果表明，该方法可准确定位防洪能力最薄弱的居民户．计算 沿河付落受灾水位，判定居民户与不同频率洪水水面线的关系．从而较为精确地绘制山洪灾害危险区。
随着山丘区小流域山棋灾害防御工作的精准化推进，山丘区河道沿岸局部重点区域（村蓓、集镇）已经成为山 洪灾害重点关注对象。针对沿河村落开展暴雨洪水分析，定位村藩内防洪能力最薄弱的居民户．计算受灾水位．分 析不同频率洪水水面线下的淹没人口，绘制山洪灾害危险区是山洪灾害防御、预警工作的核心和难点之一 ，针对目 前受灾水位和危险区划分存在的问题，根据现场调查和测量资料，综合设计暴雨洪水计算、水位 流量关系计算、点投影、点线关系判断等方法．提出了一种可行的受灾水位计算、受灾人口判定和危险区绘制方法 采用Matlab编程 D 批量计算，以济南市小李庄村为例进行了应用实践。 结果表明，该方法可准确定位防洪能力最薄弱的居民户．计算 沿河付落受灾水位，判定居民户与不同频率洪水水面线的关系．从而较为精确地绘制山洪灾害危险区。
2020, 18(3):127-141.
摘要:
水体自净能力是影响水质指标变化的重要因素。以BOD降解系数作为自净能力表征，选取南水北调中线总干渠河南段程沟、方城、沙向南、兰河北、新峰、苏张等6个监测断面2015年l月至2015年7月BOD5，监测数据和研究渠段各节制闸的流量，水深等数据，采用稳态一维BOD5,降解模型对总干渠回BOD5，降解系数进行拟合。结果表明，研究渠BOD5降解系数数值范围为0.024/d～0.051/d，与其他区域相比，总干渠的水体自净能力相对较小。 研究渠段BOD5降解系数季节变化明显 1月-4月、7月的拟合k值分别为0.028/d（p＜O.O5)，0.033/d（p〈0.05)，0.024 /d（p＜O.O5，0.039 /d(p
水体自净能力是影响水质指标变化的重要因素。以BOD降解系数作为自净能力表征，选取南水北调中线总干渠河南段程沟、方城、沙向南、兰河北、新峰、苏张等6个监测断面2015年l月至2015年7月BOD5，监测数据和研究渠段各节制闸的流量，水深等数据，采用稳态一维BOD5,降解模型对总干渠回BOD5，降解系数进行拟合。结果表明，研究渠BOD5降解系数数值范围为0.024/d～0.051/d，与其他区域相比，总干渠的水体自净能力相对较小。 研究渠段BOD5降解系数季节变化明显 1月-4月、7月的拟合k值分别为0.028/d（p＜O.O5)，0.033/d（p〈0.05)，0.024 /d（p＜O.O5，0.039 /d(p
2020, 18(3):142-150.
摘要:
2017年对于桥水库周边31条沟渠或季节性河流进行全面摸查，分别采用单因子评价法和综合污染指数法对水质现状进行评价。 单因子评价结果显示：库周沟渠Ⅲ类水体占比9. 5%，劣V类水体占比52. 11%，总体处于重度污染水平．主要污染因于是氮氧、总磷、化学需氧量。 综合污染指数评价结果显示水质最差的是燕各庄沟。综合污染 指数为48. 67，最好的是英庄子沟，综合污染指数为1. 45, 通过收集于桥水库周边气象、降水、水文、地形、土壤和土地利用类型等数据资料，采用SCS-CN法模拟沟渠地表径流量．乘以实测污染物浓度估算污染负荷，得出库周沟渠年输入化学需氧量723. 2t，总氮213. 9t，总磷ll. 4 t， 研究成果可为加大于桥水库水质保障和面源污染了台理力度、 斩断人库污染源、确保饮用水水源地安全提供科学依据。
2017年对于桥水库周边31条沟渠或季节性河流进行全面摸查，分别采用单因子评价法和综合污染指数法对水质现状进行评价。 单因子评价结果显示：库周沟渠Ⅲ类水体占比9. 5%，劣V类水体占比52. 11%，总体处于重度污染水平．主要污染因于是氮氧、总磷、化学需氧量。 综合污染指数评价结果显示水质最差的是燕各庄沟。综合污染 指数为48. 67，最好的是英庄子沟，综合污染指数为1. 45, 通过收集于桥水库周边气象、降水、水文、地形、土壤和土地利用类型等数据资料，采用SCS-CN法模拟沟渠地表径流量．乘以实测污染物浓度估算污染负荷，得出库周沟渠年输入化学需氧量723. 2t，总氮213. 9t，总磷ll. 4 t， 研究成果可为加大于桥水库水质保障和面源污染了台理力度、 斩断人库污染源、确保饮用水水源地安全提供科学依据。
2020, 18(3):151-157.
摘要:
为改善城市河道枯水期流量小、水位低、水动力不足、水质污染严重等情况,以南京市城南河为例，进行枯水期生态补水方案效果研究。通过综合考虑枯水期上下游及干支流水质状况，同时结合补水水量及补水方式(包括间断补水和持续补水)的差异性设置补水方案。论文建立了研究区域MIKE11水量水质耦合模型，模拟分析不同补水方案下污染物COD、NH3-N、TP削减率及流速分布变化,进而得出不同生态补水方案效果。结果表明：随着补水水量的增长，污染物浓度削减率的增幅先快后慢;间断补水方案优于持续补水方案;生态补水对污染物浓度的削减效果显著，对于水质较好和曲折连绵的河段的改善不明显;生态补水对流速分布的改善效果明显，但受到河道内建筑物的影响，需要综合考虑确定补水点。
为改善城市河道枯水期流量小、水位低、水动力不足、水质污染严重等情况,以南京市城南河为例，进行枯水期生态补水方案效果研究。通过综合考虑枯水期上下游及干支流水质状况，同时结合补水水量及补水方式(包括间断补水和持续补水)的差异性设置补水方案。论文建立了研究区域MIKE11水量水质耦合模型，模拟分析不同补水方案下污染物COD、NH3-N、TP削减率及流速分布变化,进而得出不同生态补水方案效果。结果表明：随着补水水量的增长，污染物浓度削减率的增幅先快后慢;间断补水方案优于持续补水方案;生态补水对污染物浓度的削减效果显著，对于水质较好和曲折连绵的河段的改善不明显;生态补水对流速分布的改善效果明显，但受到河道内建筑物的影响，需要综合考虑确定补水点。
2020, 18(3):158-167.
摘要:
针对平原型水库热分层特征及其对水质的影响问题，采用CE-QUAL-W2模型建立了立面二维水温模型，模拟了2018年全年的水温变化特征，三个率定断面的绝对平均误差分别为0. 53 C、0. 35 C和0.14 °C。基于模拟结果和监测数据，分析了水库热分层的季节性变化及水质响应特征。在轴流泵混合曝气技术的基础上提出了一种移动式扬水器用以增加水库底层DO浓度，基于监测数据初步分析了移动式扬水器对垂向水质的改善效果。结果表明:水库全年呈现单循环混合模式（5月一11月为分层期,12月一4月为混合期），夏季形成稳定的热分层结构，底层形成厚度约为8 m的缺氧区（DO浓度低于2 mg/L）；厌氧环境下底层污染物（铁、镒、总氮、总磷、COD、氨氮等）的释放量远大于表层和中层，底层水质较差;移动式扬水器能够有效提高底层DO含量，弱化热分层结构（工作中心的 DO浓度由0. 2 mg/L提高至0. 8 mg/L,温跃层厚度减少了 4 m）。
针对平原型水库热分层特征及其对水质的影响问题，采用CE-QUAL-W2模型建立了立面二维水温模型，模拟了2018年全年的水温变化特征，三个率定断面的绝对平均误差分别为0. 53 C、0. 35 C和0.14 °C。基于模拟结果和监测数据，分析了水库热分层的季节性变化及水质响应特征。在轴流泵混合曝气技术的基础上提出了一种移动式扬水器用以增加水库底层DO浓度，基于监测数据初步分析了移动式扬水器对垂向水质的改善效果。结果表明:水库全年呈现单循环混合模式（5月一11月为分层期,12月一4月为混合期），夏季形成稳定的热分层结构，底层形成厚度约为8 m的缺氧区（DO浓度低于2 mg/L）；厌氧环境下底层污染物（铁、镒、总氮、总磷、COD、氨氮等）的释放量远大于表层和中层，底层水质较差;移动式扬水器能够有效提高底层DO含量，弱化热分层结构（工作中心的 DO浓度由0. 2 mg/L提高至0. 8 mg/L,温跃层厚度减少了 4 m）。
2020, 18(3):168-173.
摘要:
为探明银川阅海湖水生生态系统健康状况，在2015年一2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)对阅 海湖水生态和水环境因子进行采样，通过主成分分析法筛选出叶绿素(China)、综合营养状态指数(TLI(∑))、浮游植物生物量(D)、底栖动物Shannon-Wiener指数(H＇底栖动物)、水生植物Shannon-Wiener指数(H＇水生植物)、高镒酸盐指数 (COD Mn)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等9个因子构成阅海湖水生生态系统健康评价指标体系，运用主成分法确定了指标权重，运用灰关联法对水生生态系统健康等级进行评价。结果表明，阅海湖2015-2017年春季、夏季和秋季水生生态系统健康评价等级均为亚健康，冬季均为健康状态。氮磷营养盐超标是导致阅海湖2015-2017 年处于亚健康的主要原因。
为探明银川阅海湖水生生态系统健康状况，在2015年一2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)对阅 海湖水生态和水环境因子进行采样，通过主成分分析法筛选出叶绿素(China)、综合营养状态指数(TLI(∑))、浮游植物生物量(D)、底栖动物Shannon-Wiener指数(H＇底栖动物)、水生植物Shannon-Wiener指数(H＇水生植物)、高镒酸盐指数 (COD Mn)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等9个因子构成阅海湖水生生态系统健康评价指标体系，运用主成分法确定了指标权重，运用灰关联法对水生生态系统健康等级进行评价。结果表明，阅海湖2015-2017年春季、夏季和秋季水生生态系统健康评价等级均为亚健康，冬季均为健康状态。氮磷营养盐超标是导致阅海湖2015-2017 年处于亚健康的主要原因。
2020, 18(3):174-183.
摘要:
龙抬头式泄洪洞在水利水电工程中应用十分普遍，但是由于反弧段流态复杂，其产生空蚀破坏的原因尚不明 晰。对不同泄洪洞体型掺气前后的工况进行三维数值计算，对其水力特性指标的分布规律进行研究。结果表明：随 着落差增大,反弧段流速逐步增大，水流空化数逐步减小;反弧半径R的改变对反弧段水力参数的影响有限。 掺气水流的反弧段水力学指标主要取决于△Z,而受反弧半径R的影响相对较小。当减小时，反弧段末端的水力参数在掺气前后变化不大，反弧段末端下游30 m（等于15倍的挑坎高度）处的掺气水流的流速明显降低,空化数明显增高，掺气水流的保护作用对空腔下游部分的水力参数影响更加明显。在反弧末端有二次流出现，两侧边墙附近存在对称涡，不仅对边墙附近的流速压力分布产生一定影响，也加剧了反弧段内的水力特性的复杂程度。
龙抬头式泄洪洞在水利水电工程中应用十分普遍，但是由于反弧段流态复杂，其产生空蚀破坏的原因尚不明 晰。对不同泄洪洞体型掺气前后的工况进行三维数值计算，对其水力特性指标的分布规律进行研究。结果表明：随 着落差增大,反弧段流速逐步增大，水流空化数逐步减小;反弧半径R的改变对反弧段水力参数的影响有限。 掺气水流的反弧段水力学指标主要取决于△Z,而受反弧半径R的影响相对较小。当减小时，反弧段末端的水力参数在掺气前后变化不大，反弧段末端下游30 m（等于15倍的挑坎高度）处的掺气水流的流速明显降低,空化数明显增高，掺气水流的保护作用对空腔下游部分的水力参数影响更加明显。在反弧末端有二次流出现，两侧边墙附近存在对称涡，不仅对边墙附近的流速压力分布产生一定影响，也加剧了反弧段内的水力特性的复杂程度。
2020, 18(3):184-191.
摘要:
以引调水工程中倒虹吸管身失稳险情为研究对象，从自然、工程、人为及管理这四大因素出发,考虑其各风险 因子间复杂、动态的关系，建立了基于系统动力学的风险分析反馈模型,分析影响倒虹吸工程稳定的因子的重要性 程度,并釆用层次分析法所得结果对构建的反馈模型进行验证，结果表明该模型具有良好的精度和一定的适用性, 为将来引调水工程风险评估工作提供了一条新的途径。
以引调水工程中倒虹吸管身失稳险情为研究对象，从自然、工程、人为及管理这四大因素出发,考虑其各风险 因子间复杂、动态的关系，建立了基于系统动力学的风险分析反馈模型,分析影响倒虹吸工程稳定的因子的重要性 程度,并釆用层次分析法所得结果对构建的反馈模型进行验证，结果表明该模型具有良好的精度和一定的适用性, 为将来引调水工程风险评估工作提供了一条新的途径。
2020, 18(3):192-200.
摘要:
为改善侧向进水泵站前池流态，基于CFX软件，采用RNG k-ε虹紊流模型,对无整流措施和布置形导流墩情况下的侧向进水前池进行了数值模拟，分析形导流墩位置、高度、角度、长度等因素对侧向进水泵站前池流态的影响。数值结果表明:无整流措施时，泵站前池左侧区域存在大面积回流区，泵站右侧机组水流偏斜非常明显，对 机组有不利影响;形导流墩具有分流作用,通过在进水池前布置形导流墩可显著均匀流速、消除回流区，水流能够更均匀地流入各台机组。研究发现，当“Y”形导流墩位于进水池前33. 33D0、高度为1.11D0、角度为120°、长 度为2. 78D0。时，侧向进水泵站前池流态有明显改善,进水池前行近流速分布更加均匀。
为改善侧向进水泵站前池流态，基于CFX软件，采用RNG k-ε虹紊流模型,对无整流措施和布置形导流墩情况下的侧向进水前池进行了数值模拟，分析形导流墩位置、高度、角度、长度等因素对侧向进水泵站前池流态的影响。数值结果表明:无整流措施时，泵站前池左侧区域存在大面积回流区，泵站右侧机组水流偏斜非常明显，对 机组有不利影响;形导流墩具有分流作用,通过在进水池前布置形导流墩可显著均匀流速、消除回流区，水流能够更均匀地流入各台机组。研究发现，当“Y”形导流墩位于进水池前33. 33D0、高度为1.11D0、角度为120°、长 度为2. 78D0。时，侧向进水泵站前池流态有明显改善,进水池前行近流速分布更加均匀。
2020, 18(3):201-209.
摘要:
文献计量分析法可以定量化地分析有关渗流监测领域的研究热点和发展趋势。研究表明：(1)全球有关渗流 监测的应用及研究领域从1981年以来一直处于明显的正向发展趋势；(2)渗流监测领域存在多种监测技术，观测孔/井、电阻率成像和渗压计等常规方法应用广泛，光纤传感和遥感技术虽起步晚,但是发展迅猛，逐步走向成熟; (3)大坝安全、水污染、农业灌溉以及岩土体稳定性为当前渗流监测领域的研究热点，多学科交叉性趋势越来越明 显;(4)目前美国、中国、加拿大等国的科研机构在渗流监测领域做出了较多贡献，发文量和H指数均处于领先地 位;(5)研究对ToplO发文量期刊的发文数、H指数、被引次数等指标统计,这些期刊均来自美国、荷兰以及加拿大的出版机构。研究的相关结论为未来渗流监测研究与实践提供一定的借鉴作用。
文献计量分析法可以定量化地分析有关渗流监测领域的研究热点和发展趋势。研究表明：(1)全球有关渗流 监测的应用及研究领域从1981年以来一直处于明显的正向发展趋势；(2)渗流监测领域存在多种监测技术，观测孔/井、电阻率成像和渗压计等常规方法应用广泛，光纤传感和遥感技术虽起步晚,但是发展迅猛，逐步走向成熟; (3)大坝安全、水污染、农业灌溉以及岩土体稳定性为当前渗流监测领域的研究热点，多学科交叉性趋势越来越明 显;(4)目前美国、中国、加拿大等国的科研机构在渗流监测领域做出了较多贡献，发文量和H指数均处于领先地 位;(5)研究对ToplO发文量期刊的发文数、H指数、被引次数等指标统计,这些期刊均来自美国、荷兰以及加拿大的出版机构。研究的相关结论为未来渗流监测研究与实践提供一定的借鉴作用。
2020, 18(3):210-216.
摘要:
针对可用于双向抽水的一种新型双向超低扬程泵装置，基于CFX软件对泵装置进行三维流动数值模拟，分析 了泵装置的内部流动特性，并对泵装置的整体性能作出了预测。计算结果表明:在设计工况（流量Q=4.8m3/s）与 大流量工况（流量Q=5.4 m3/s）下,叶轮进口断面流速均匀度达到90%左右，叶轮进口断面流态良好，足以保证水泵的性能,扩散导叶出口断面流线较为平顺，扩散导叶对水流速度环量的回收较好。泵装置进水水力损失较小，出水水力损失较大。该装置在设计工况（流量Q=4.8 m3/s）下的效率最高，达到71.09%,对应的扬程为1. 345 m,泵 装置高效区运行的流量范围较大。新型双向超低扬程泵装置在自流引排水且实际扬程很低的沿江滨湖地区，是一种可取的方案。
针对可用于双向抽水的一种新型双向超低扬程泵装置，基于CFX软件对泵装置进行三维流动数值模拟，分析 了泵装置的内部流动特性，并对泵装置的整体性能作出了预测。计算结果表明:在设计工况（流量Q=4.8m3/s）与 大流量工况（流量Q=5.4 m3/s）下,叶轮进口断面流速均匀度达到90%左右，叶轮进口断面流态良好，足以保证水泵的性能,扩散导叶出口断面流线较为平顺，扩散导叶对水流速度环量的回收较好。泵装置进水水力损失较小，出水水力损失较大。该装置在设计工况（流量Q=4.8 m3/s）下的效率最高，达到71.09%,对应的扬程为1. 345 m,泵 装置高效区运行的流量范围较大。新型双向超低扬程泵装置在自流引排水且实际扬程很低的沿江滨湖地区，是一种可取的方案。
2020, 18(3):217-224.
摘要:
河道冰厚是黄河防凌研究的重要指标，目前通过人工钻孔或触冰式探地雷达获取黄河冰厚均要求河流稳定封 冻，且工作人员必须在冰面上作业。因此,积极探索更加高效的非接触式冰厚获取方法意义重大。利用无人机搭载 探地雷达对黄河什四份子弯道冰厚进行探测，通过现场人工钻孔测量冰厚数据反算雷达波在冰层中的传播速度。 结果表明,弯道冰厚分布不均匀，凹岸侧冰厚比凸岸侧大;清沟断面最大冰厚91 cm,最小冰厚19 cm,靠近水面附近 冰厚较小;雷达测量与人工测量结果基本吻合，平均误差不超过2 cm。实践证明，无人机载雷达回波图可直观地反 映空气一冰、冰一水分界面及冰厚情况，且探测方法具有快速、高效、安全等优点。研究结果对于开发黄河冰厚全新化的监测技术具有重要参考价值。
河道冰厚是黄河防凌研究的重要指标，目前通过人工钻孔或触冰式探地雷达获取黄河冰厚均要求河流稳定封 冻，且工作人员必须在冰面上作业。因此,积极探索更加高效的非接触式冰厚获取方法意义重大。利用无人机搭载 探地雷达对黄河什四份子弯道冰厚进行探测，通过现场人工钻孔测量冰厚数据反算雷达波在冰层中的传播速度。 结果表明,弯道冰厚分布不均匀，凹岸侧冰厚比凸岸侧大;清沟断面最大冰厚91 cm,最小冰厚19 cm,靠近水面附近 冰厚较小;雷达测量与人工测量结果基本吻合，平均误差不超过2 cm。实践证明，无人机载雷达回波图可直观地反 映空气一冰、冰一水分界面及冰厚情况，且探测方法具有快速、高效、安全等优点。研究结果对于开发黄河冰厚全新化的监测技术具有重要参考价值。
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